文章编号：1671-6612（2009）02-106-03OM 太阳能住宅综述李 勇（广州珠江外资建筑设计院 广州 510000）【摘 要】 介绍了OM 太阳能住宅在冬季夏季不同工况时的运行原理，在冬季白天，通过屋面的空气夹层吸收储存热量，并由气流带至住宅内的各种蓄热体进行储存，日落到次日清晨时蓄热体慢慢放热，从而保持了房间的温度。
夏季时，屋面空气夹层可以形成一个隔热层，一方面，可以利用OM 处理箱生产热水；另一方面，也可以把余热通过OM 处理箱直接排出房间，因此此隔热层的存在可以使房间内维持相对较低的温度。
接下来概述了其特点及比较优势，展望了其发展前景。
并对此类住宅的发展研究提出了一些自己的看法与建议。
【关键词】 太阳能；OM ；被动式太阳房 中图分类号 TU113.3 文献标识码 ASummery of OM solar energy houseLi Yong（Guangzhou Pearl River Foreign Investment Architectural Designing Institute ，Guangzhou ，510000）【Abstract 】 This paper introduces the air flow of OM solar energy house under winter and summer situations, generalizes its comparative advantage, prospects for its further development, and proposes three brand-new modes of this solar energy house. 【Keywords 】 solar energy ；OM ；passive solar house作者简介：李勇(1983-)，男，硕士研究生，广州珠江外资建筑设计院 收稿日期：2008-11-250 引言传统意义上的太阳能建筑，是指经设计能直接利用太阳能进行采暖的建筑。
但是这样的太阳能建筑定义显然不能适应目前的技术水平和社会发展现状，因为生态建筑、绿色建筑、节能建筑、低能耗建筑、健康建筑等，都重视利用太阳能[1]。
随着太阳能利用水平的不断提高，太阳能建筑已经从太阳能采暖建筑，发展到可以集成太阳能光电、太阳能热水、太阳能吸收式制冷、太阳能通风降温、可控自然采光等新技术的建筑，其技术含量更高，内涵更丰富，适用范围更广。
现代建筑为满足居住者的舒适要求和使用需要，具备供暖、空调、照明等一系列功能，用太阳能代替常规能源提供建筑物的上述功能要求，即为太阳能建筑。
太阳能建筑大体可分为三类：第一类为被动式太阳房。
第二类为主动式太阳房。
第三类则为利用太阳电池等光电转换设备提供建筑所需的全部能源，完全用太阳能满足建筑供暖、空调、照明、用电等一系列功能要求的所谓“零能房屋” [2]。
太阳能在建筑上的应用技术，在国外已经有很多成熟的案例。
OM 太阳能住宅为被动式太阳房，其兼具了各种被动式太阳房的特点，形成了其特有的住宅模式（Orange Mode ，又称柑橘模式）。
1 被动式太阳房的特点及分类被动式太阳房最基本的工作机理是所谓“温室效应”。
被动式太阳房的外围护结构应具有较大的热阻，室内要有足够的重质材料，如砖石、混凝土，以保证房屋有良好的蓄热性能。
按采集太阳能的方式区分，被动太阳房可以分为以下几类：第23卷第2期 2009年4月 制冷与空调Refrigeration and Air Conditioning V ol.23 No.2 Apr. 2009.106～108第23卷第2期李 勇：OM太阳能住宅综述·107·1.1 直接受益式冬天阳光通过较大面积的南向玻璃窗，直接照射至室内的地面墙壁和家具上，使其吸收大部分热量，因而温度升高。
所吸收的太阳能，一部分以辐射、对流方式在室内空间传递，一部分导入蓄热体内，然后逐渐释放出热量，使房间在晚上和阴天也能保持一定温度。
采用这种方式的太阳房，由于南窗面积较大，应配置保温窗帘，并要求窗扇的密封性能良好，以减少通过窗的热损失。
窗应设置遮阳板，以遮挡夏季阳光进入室内[3]。
1.2 集热蓄热墙式这种太阳房主要是利用南向垂直集热蓄热墙吸收穿过玻璃采光面的阳光，通过传导、辐射及对流，把热量送至室内。
椅的外表面涂成黑色或某种深色，以便有效地吸收阳光。
集热蓄热墙的形式有：实体式集热蓄热墙，花格式集热蓄热墙，水墙式集热蓄热墙，相变材料集热蓄热墙，快速集热墙等[4]。
1.3 附加阳光间式阳光间附建在房屋南侧，其围护结构全部或部分由玻璃等透光材料构成。
与房间之间的公共墙上开有门、窗等孔洞。
阳光间得到阳光照射被加热，其内部温度始终高于外环境温度。
所以既可以在白天通过对流经由门、窗供给房间以太阳热能，又可在夜间作为缓冲区，减少房间热损失。
1.4 屋顶池式屋顶池式太阳房兼有冬季采暖和夏季降温两种功能，适合冬季不属寒冷，而夏季较热的地区。
用装满水的密封塑料袋作为储热体，置于屋顶顶棚之上，其上设置可水平推拉开闭的保温盖板。
冬季白天晴天时，将保温板敞开，让水袋充分吸收太阳辐射热，水袋所储热量，通过辐射和对流传至下面房间。
夜间则关闭保温板，阻止向外的热损失。
夏季保温盖板启闭情况则与冬季相反。
白天关闭保温盖板，隔绝阳光及室外热空气，同时用较凉的水袋吸收下面房间的热量，使室温下降；夜晚则打开保温盖板，让水袋冷却。
保温盖板还可根据房间温度、水袋内水温和太阳辐照度，进行自动调节启闭[5]。
2 OM太阳能住宅原理OM太阳能住宅一方面可以使夏季达到感觉像冬季一样舒适的温度，也可在冬季时形成温度适宜的暖房，使得人们可以穿少量衣服在房间内活动。
我们可以夏季像冬季一样过，冬季像夏季一样过，同时，健康舒适的生活得以实现。
其原理简要概述如下[6]：总所周知，地球24小时不停自转，因此地球上总是有的地方是白天，有的地方是黑夜。
早晨和白天地球受到太阳的照射而吸收大量的热量，夜间向漆黑的宇宙外层空间通过辐射放热。
因此，地球既不会过热也不会过冷，从而保持了一个良好的环境的热平衡。
OM太阳能住宅正是利用了这一原理，在冬季白天，通过屋面的空气夹层吸收储存热量，并由气流带至住宅内的各种蓄热体进行储存，日落到次日清晨时蓄热体慢慢放热，从而保持了房间的温度。
OM太阳能住宅为一种通过先进的技术使建筑充分利用太阳能和风能等自然能源的被动式系统。
OM太阳能是利用屋顶集热的被动式系统的一种。
在所有利用太阳能的系统当中，通过集热器等特别的装置浓缩太阳能的系统以及光电转换的太阳能系统称为主动式系统。
与此相对，通过建筑物的结构利用太阳能的方法称为被动式太阳能系统。
被动式的基本条件是利用自然力的，而且不产生任何污染。
实验发现，像住宅之类的场所冬季不需要维持太高的温度，冬季室温保持在20度就会让人感到很舒适，而供热水的温度40度足矣。
当空调房间室温与室外温度相差5度时就能使人产生热舒适感。
很多空调系统为了达到室温20度的要求，与太阳能相比，不知道利用了好几十倍的高品位能量。
因此，从节约能源的角度来讲，此类被动式系统尚有很大的发展潜力。
3 OM太阳能系统的组成3.1 基本组成OM太阳能有效利用建筑物整体结构。
因此，不必使用一般的空调设备。
从建筑设计阶段开始就考虑太阳能的利用。
一个典型的OM太阳能系统冬季模式示意如图1：·108·制冷与空调 2009年注：1—室外空气入口；2—集热空气层；3、4—集热屋面；5—水平干管；6—OM处理箱；7—立管；8—地板下空气层；9—蓄热混凝土；10—出风口图1 OM太阳能系统冬季模式冬季系统的流程为：大气从屋檐底部进入，被屋面吸收的太阳能加热，在梁上风管里收集热空气，再通过OM空气处理箱中的风机提供动力，在地板下送风静压箱进行热气流的收集，最终经由房间两侧出风口送入房间。
加热后的空气一面加热地基中的混凝土层，一面流入房间内。
此时蓄热混凝土不停地吸收空气中的热量，当夜晚来临时，室外温度降低，蓄热混凝土层开始向房间内缓慢放出热量。
因此使得整个房间温度从地板下开始升高。
夏季时，屋面空气夹层可以形成一个隔热层，一方面，可以利用OM处理箱生产热水；另一方面，也可以把余热通过OM处理箱直接排出房间，因此此隔热层的存在可以使房间内维持相对较低的温度。
3.2 屋面集热详解太阳照射使屋面温度升高，新鲜的室外空气通过屋檐底进入屋面通气层。
这些空气吸收了太阳能，在其温度升高的同时沿屋面缓慢上升，在通过玻璃集热面时温度进一步升高，然后被收集到梁上的管道内。
在东京，冬季晴朗的日子里空气最终温度可以达到60℃，这个数据因地域和季节条件不同而有差异。
3.3 通风降温降湿过程的控制OM空气处理箱在冬季时通过向床下输送暖空气使房间变暖，夏季时收集热量生产热水，并且全年控制通过集热层的空气的流动。
OM空气处理箱主要由风机、盘管和风阀等组成。
分为两种类型：简单型（不能生产热水）和自动型。
自动型运行模式如图2：图2 自动运行模式3.4 冬季供暖与换气OM太阳能系统运行时，可以常年从室外引入新鲜空气。
供暖的同时可以换气。
供暖的房间对其气密性要求很高。
但是高气密性使换气量变少，因而房间内空气变污浊了。
因此OM太阳能系统可以在建筑物气密性和换气之间的寻找到一个最佳的平衡。
3.5 夏日排气与制热水夏季白天，屋面的热空气一部分用以生产热水，余下的被直接排出。
床下污浊的空气也一并被排出；夏夜由于向夜空的辐射屋顶得到冷却。
利用这一点，可以使室内温度降低。
虽然达不到常规空调房间的低温，但是这是一种自然的“乘凉”。
4 结语总体来讲，OM太阳能住宅如下几个主要的特点：第一，在没有付出很大的能源代价的前提下，充分利用了户外新鲜空气，大大提高了室内空气品质（IAQ）。
第二，OM太阳能住宅可以有全馆暖房、换气暖房、终日暖房、间接暖房、低温暖房等多种形式，营造差异化的室内温湿度环境，满足不同年龄阶段的人的生理需求，第三，减少温室气体的排放，据统计，东京的一个四口之家，建筑面积为120平方米，若采用了OM太阳能住宅，每年二氧化碳排放量从1378kg/年降为925kg/年，如果再采用了太阳能光伏发电，二氧化碳排放量可减至660kg/年。
第四，传统空调房间密闭，空气湿度较高，容（下转第62页）·62·制冷与空调 2009年图3 高效化措施的效果对比其中，热回收效率的提升对机组性能的改善贡献最多，它可以使蒸汽消耗率从4.08 kg/((h·USRt)减少为3.81 kg/((h·USRt)；其次是循环流程的优化和两段蒸发/吸收手段的运用。